Wie Sport dazu beiträgt, DNA-Schäden und altersbedingten Gefäßproblemen vorzubeugen

Eine aktuelle Tierstudie von Forschern der Abteilung für Innere Medizin der University of Utah in Salt Lake City untersucht die Rolle von DNA-Schäden in Blutgefäßen und dem alternden Herz-Kreislauf-System.

Sie fanden heraus, dass mehr Bewegung mit einer geringeren DNA-Schädigung in den Zellen, die die Blutgefäße auskleiden, verbunden war. Dies könnte erklären, wie Bewegung auch im späteren Leben das Risiko einer Arteriosklerose verringern kann.

Unter der Leitung von Jisook Lim, PhD, einem Postdoktoranden an der University of Utah, werden Forscher ihre Ergebnisse auf dem American Physiology Summit – dem Jahrestreffen der American Physiological Society – in Long Beach, Kalifornien, vorstellen. Die Konferenz findet vom 4. Bis 7. April 2024 statt.

Wie schützt Bewegung die Gefäßgesundheit im Alter?

Mit zunehmendem Alter steigt das Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen und andere Herz-Kreislauf-Probleme. Die Ursache dafür liegt meist in der Arteriosklerose – der Ansammlung von Fettstoffen auf der Schleimhaut der Blutgefäße.

Wenn diese Plaques wachsen, verengen sie die Blutgefäße und erhöhen das Risiko kardiovaskulärer Ereignisse wie Herzinfarkte oder Schlaganfälle.

Glücklicherweise kann körperliche Betätigung das Arterioskleroserisiko deutlich senken. Sogar Bewegung bei älteren Menschen kann die Plaquebildung verlangsamen und die kardiovaskulären Ergebnisse verbessern.

Es hat sich jedoch als schwieriger erwiesen, genau zu verstehen, wie Bewegung sich positiv auf die Herz-Kreislauf-Gesundheit auswirkt. Eine neue Studie konzentriert sich auf einen wahrscheinlichen Mechanismus: DNA-Schäden.

DNA-Schäden und Telomere: Schlüsselakteure beim Altern

Mit zunehmendem Alter kommt es zu einem langsamen Funktionsverlust in vielen Aspekten unserer Physiologie. Ein Teil dieses Rückgangs ist auf DNA-Schäden zurückzuführen .

DNA-Schäden treten aus vielen Gründen auf und unsere DNA-Reparaturmechanismen werden mit zunehmendem Alter fehleranfälliger.

Experten glauben, dass DNA-Schäden eine zentrale Rolle im Alterungsprozess spielen und offenbar eine wichtige Rolle bei der Verschlechterung unserer Blutgefäße mit zunehmendem Alter spielen.

Telomere sind DNA-„Kappen“ an den Enden der Chromosomen – sie schützen sie vor Verheddern und Ausfransen. Aus diesem Grund ist die Telomerlänge ein Indikator für das biologische Alter – eine kürzere Länge wird mit vielen altersbedingten Krankheiten, einschließlich Herz-Kreislauf-Erkrankungen, in Verbindung gebracht .

Telomere in Zellen, die Blutgefäße auskleiden, sind besonders anfällig für Schäden durch eine Kraft namens „Scherstress“.

„Je höher die Blutgeschwindigkeit und je kleiner der Durchmesser der Arterie, desto höher ist die Scherspannung“, erklärte Jan Malik, MD, MPH, Professor am Universitätskrankenhaus in Prag, Tschechische Republik, der nicht an dieser Studie beteiligt war.

Obwohl unser Körper über Systeme verfügt, um mit diesem Stress umzugehen, wird der Blutfluss beeinträchtigt, wenn die Blutgefäße gestört sind . Diese Störung erhöht die Reibung der Zellen, die die Blutgefäße auskleiden, was das Risiko einer Arteriosklerose erhöht.

Malik, der Artikel zu diesem Thema veröffentlicht hat, sagte uns, dass „Änderungen der Scherbeanspruchung entscheidend für die Entwicklung von Arteriosklerose sind“.

Eine laufende Studie der University of Utah untersuchte, ob körperliche Betätigung das kardiovaskuläre Risiko verringern kann, indem sie DNA-Schäden minimiert und Telomere schützt.

Höhere körperliche Aktivität ist mit weniger DNA-Schäden verbunden

Forscher der University of Utah überwachten 15 männliche Mäuse vier Wochen lang in einem Käfig mit einem Laufband. Sie teilten sie in drei Kategorien ein, je nachdem, wie viel Distanz sie jeden Tag zurücklegten:

• schnell
• mäßiger Läufer
• bewegungsarm.

Am Ende der Studie sammelten die Wissenschaftler Gewebe aus der Aorta der Tiere, dem Blutgefäß, durch das das Blut vom Herzen fließt. Sie untersuchten verschiedene Abschnitte der Aorta, die unterschiedlich starker Scherbeanspruchung ausgesetzt sind.

Sie konzentrierten sich insbesondere auf zwei Zelltypen:

• Endothelzellen, die das Innere von Blutgefäßen auskleiden;
• Glatte Gefäßmuskelzellen, die in den Wänden von Blutgefäßen vorkommen.

Anschließend beurteilten sie den DNA-Schaden der Zellen und beurteilten, wie gut ihre Telomere funktionierten.

Ihre Analyse zeigte, dass erhöhte körperliche Aktivität mit weniger DNA-Schäden und einer verbesserten Telomerfunktion in Endothelzellen einherging, nicht jedoch in den Zellen der glatten Gefäßmuskulatur.

Frühere Untersuchungen haben auch gezeigt, dass die glatte Gefäßmuskulatur nicht im gleichen Ausmaß geschädigt wird wie Endothelzellen, die der vollen Kraft des Blutflusses ausgesetzt sind.

Laut den Zusammenfassungen der Studie ist im Allgemeinen „die Menge an Aerobic-Übungen umgekehrt proportional zu DNA-Schäden und Telomer-Dysfunktionen“. Dies bedeutet, dass die Tiere, die sich am meisten bewegten, die geringsten Schäden und Funktionsstörungen aufwiesen.

Was liefert diese Studie?

Diese Studie ergänzt die wachsende Zahl an Beweisen dafür, dass Bewegung gesundheitliche Vorteile bieten kann, indem sie vor DNA-Schäden schützt und die Telomerfunktion schützt.

„Durch die Aufdeckung der unterschiedlichen Reaktionen von Aortenregionen mit unterschiedlichen Blutflussmustern und Zelltypen auf Aerobic-Übungen“, erklärte Lim in einer Pressemitteilung, „wird diese Studie eine solide Grundlage für einen detaillierten und individuellen Ansatz für kardiovaskuläre Gesundheitsinterventionen liefern.“

Wissenschaftler untersuchen seit einiger Zeit den Zusammenhang zwischen Bewegung und Telomeren. Beispielsweise zeigte eine Studie aus dem Jahr 2013, dass Ultramarathonläufer längere Telomere haben als gesunde Kontrollteilnehmer.

Auch andere Studien haben einen Zusammenhang zwischen körperlicher Fitness und Telomerlänge festgestellt.